Cietā hromēšanas līnija pēc sešu mēnešu ekspluatācijas izvilka PTFE iegremdējamo sildītāju no hromskābes anodēšanas tvertnes. Uz sildītāja virsmas bija redzams nevienmērīgu krāsu raksts{1}}daži apgabali bija gaiši iedeguši, citi bija tumši brūni, un dažiem plankumiem bija vājš zaļgans nokrāsa. Sildītājs joprojām darbojās, bet krāsas maiņa liecināja, ka virsmas temperatūra visā apvalkā bija nevienmērīga. Apgabali ar tumšāko krāsu bija karstākie.
Nevienmērīgas oksīda krāsas uz PTFE iegremdējamā sildītāja ir redzams temperatūras sadalījuma ieraksts. Hromskābe ir spēcīgs oksidētājs. Kad PTFE virsma tiek pakļauta hromskābei paaugstinātā temperatūrā, polimērs lēnām oksidējas. Oksidācijas ātrums ir atkarīgs no virsmas temperatūras. Karstākās vietas oksidējas ātrāk un iegūst tumšāku krāsu. Krāsu raksts atklāj, kur sildītājs ir bijis karsts un kur tas ir bijis vēss.
Kā hromskābe oksidē PTFE apvalku
Hromskābe oksidējoties uzbrūk PTFE. Uzbrukums ir lēns mērenā temperatūrā, bet paātrinās, paaugstinoties virsmas temperatūrai. Oksidācijas rezultātā veidojas karbonilfluorīds un citas oksidētas sugas, kas izjauc polimēra ķēdi. Rezultātā mainās polimēra optiskās īpašības-virsma kļūst tumšāka un var iegūt brūnu vai zaļu nokrāsu.
Oksidācija nav vienmērīga. Tas seko temperatūras sadalījumam uz apvalka virsmas. Vietas ar augstāku virsmas temperatūru oksidējas ātrāk un iegūst tumšāku krāsu. Vietas ar zemāku virsmas temperatūru oksidējas lēnāk un saglabā sākotnējo krāsu.
| Virsmas temperatūra | Oksidācijas ātrums | Krāsa pēc 6 mēnešiem | PTFE stāvoklis |
|---|---|---|---|
| 80-90 grādi | Ļoti zems | Oriģinālā krāsa | Neskarts |
| 90-100 grādi | Zems | Viegli iedegums | Neskarts |
| 100-110 grādi | Mērens | Vidēji brūns | Neliela degradācija |
| 110-120 grādi | Augsts | Tumši brūns | Mērena degradācija |
| >120 grādi | Ļoti augsts | Tumši brūns/zaļš | Spēcīga degradācija |
Oksidācijas ātrums un krāsas attīstība kā virsmas temperatūras funkcija hromskābē
Ko krāsu raksts atklāj par sildītāja darbību
Krāsu raksts ir apvalka virsmas termiskā karte. Tumšie apgabali norāda uz karstajiem punktiem. Gaismas zonas norāda uz vēsākiem reģioniem. Modelis var atklāt vairākas darbības problēmas.
Tumša josla gar apvalka apakšējo daļu norāda, ka apakšējā daļa ir karstāka nekā augšējā daļa. Tas ir izplatīts, ja sildītājam ir daļēji mērogots vai ja plūsma apakšējā daļā ir ierobežota.
Tumšs plankums pie spaiļu bloka norāda uz karsto punktu termināla savienojumā. To var izraisīt vaļīgs savienojums vai augsta kontakta pretestība.
Tumša josla gar šķidruma līniju norāda, ka sildītājs pārvietojas starp mitriem un sausiem apstākļiem. Atklātā daļa pārkarst un oksidējas ātrāk nekā iegremdētā daļa.
| Krāsu raksts | Iespējamais cēlonis | Darbības jautājums |
|---|---|---|
| Tumša josla gar apakšējo daļu | Mērogs vai zema plūsma apakšā | Ierobežota aprite |
| Tumšs plankums pie spaiļu bloka | Augsta spaiļu pretestība | Vaļīgs vai sarūsējis savienojums |
| Tumša josla pie šķidruma līnijas | Līmeņa svārstības | Riteņbraukšana ar daļēju iegremdēšanu |
| Tumša zona pretī ieplūdei | Plūsmas ēnošana | Slikts plūsmas sadalījums |
| Vienveidīga gaiša krāsa | Vienmērīga temperatūra | Normāla darbība |
Krāsu modeļi un to darbības ietekme
Kāpēc nevienmērīga oksidēšanās ir svarīga pat tad, ja darbojas sildītājs
Sildītājs ar nevienmērīgām oksīda krāsām joprojām var darboties, taču oksidēšanās ir samazinājusi PTFE biezumu un tā barjeras īpašības. Oksidētās zonas ir caurlaidīgākas nekā sākotnējais polimērs. Mitrums un ķīmija var vieglāk iekļūt, laika gaitā samazinot izolācijas pretestību.
Oksidētās zonas ir arī jutīgākas pret mehāniskiem bojājumiem. Oksidētais PTFE ir trausls un termiskā cikla laikā var saplaisāt. Plaisas nodrošina ceļu ķīmiskajam uzbrukumam un var izraisīt priekšlaicīgu atteici.
Nevienmērīgas oksidācijas novēršana
Visefektīvākā profilakse ir uzturēt vienmērīgu virsmas temperatūru visā sildītājā. Tam nepieciešama vienmērīga plūsma, vienmērīgs vatu blīvums un vienmērīga iegremdēšana.
Plūsmas sadalījuma uzlabošana samazina karstos punktus. Izvadītājs vai deflektors, kas virza plūsmu pa visu sildītāja virsmu, novērš stagnācijas zonas un uztur vienmērīgu virsmas temperatūru.
Vatu blīvuma samazināšana samazina kopējo virsmas temperatūru un palēnina oksidācijas ātrumu. Sildītājs, kas darbojas ar 0,9 W/cm², var oksidēties uz pusi ātrāk nekā viens pie 1,4 W/cm².
Stabila šķidruma līmeņa uzturēšana novērš šķidruma līnijas pārvietošanos pāri sildītājam. Zema-līmeņa bloķēšanas vai automātiskās uzpildes sistēma nodrošina, ka sildītājs vienmēr ir pilnībā iegremdēts.
| Profilakses pasākums | Ietekme uz oksidēšanu | Īstenošana |
|---|---|---|
| Uzlabots plūsmas sadalījums | Vienmērīga temperatūra | Pedagogs vai traucēklis |
| Zemāks vatu blīvums | Lēnāka oksidēšanās | Sildītāja dizains |
| Stabils šķidruma līmenis | Nav šķidruma līnijas riteņbraukšanas | Līmeņa kontrole |
| Regulāra atkaļķošana | Novērš karstos punktus | Apkopes grafiks |
Profilakses pasākumi nevienmērīgai oksidācijai hromskābes apstrādē
Ja nevienmērīga oksidēšanās norāda uz dizaina problēmu
Sildītājs, kas, neraugoties uz labu plūsmu un stabilu līmeni, attīsta smagu nevienmērīgu oksidāciju, norāda, ka sildītāja dizains nav piemērots lietojumam. Pielāgota PTFE iegremdējamā sildītāja konfigurācija ar mazāku vatu blīvumu, uzlabotu piekļuvi plūsmai un lielāku virsmas laukumu novērš nevienmērīgas temperatūras sadalījuma galveno cēloni. Specifikācijas procesam ir nepieciešama vannas ķīmija, darba temperatūra, plūsmas apstākļi, tvertnes izmēri un nepieciešamā jauda. Iekārtām ar hromskābes anodēšanas līnijām šī lietojuma -pieeja samazina nevienmērīgu oksidēšanos un pagarina sildītāja kalpošanas laiku.
